本實(shí)用新型涉及一種毫米波集成電路，具體的說(shuō)，是涉及一種四通道帶有移相、衰減功能的毫米波4合1多功能發(fā)射芯片。

背景技術(shù)：

微波/毫米波電路從20實(shí)際40年代的波導(dǎo)獨(dú)立體電路，到20世紀(jì)60年代的平面混合集成電路，再到20世紀(jì)70年代的單片電路、多芯片模塊混合集成電路，逐步演變成21世紀(jì)集成多種單片功能的多功能模塊，系統(tǒng)進(jìn)一步朝小型化、芯片化方向發(fā)展。高度集成的多功能芯片是電子技術(shù)和系統(tǒng)小型化發(fā)展的必然趨勢(shì)，小型化、多功能、高集成度的微波/毫米波電路在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)中必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

然而，現(xiàn)有的微波/毫米波集成電路尚未將多通道的發(fā)射、移相、衰減以及數(shù)字控制功能集成在同一芯片電路中。

現(xiàn)有專利如專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710177851.3，申請(qǐng)日為2007.11.21，名稱為“一個(gè)毫米波小型化多通道收發(fā)組件裝置及其相位補(bǔ)償方法”的發(fā)明專利，其技術(shù)方案為：本發(fā)明提供一個(gè)毫米波小型化多通道收發(fā)組件裝置及其相位補(bǔ)償方法，收發(fā)組件裝置包括發(fā)射支路、接收支路、開(kāi)關(guān)、功分電路和金屬盒體，屬于雷達(dá)組件技術(shù)領(lǐng)域。收發(fā)組件裝置是以MMIC(毫米波單片集成電路)技術(shù)為基礎(chǔ)的毫米波全平面集成電路實(shí)現(xiàn)的，并且收發(fā)組件內(nèi)部沒(méi)有有源相移器件。通道間相位補(bǔ)償方法是利用收發(fā)組件內(nèi)起級(jí)聯(lián)作用的微帶線加載高介電常數(shù)的介質(zhì)。通過(guò)選取不同的加載介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)0-360度范圍內(nèi)的相位誤差補(bǔ)償，并且不影響幅度一致性。

上述對(duì)比文件中收發(fā)組件裝置是由多個(gè)芯片和電路搭建而成，存在尺寸大、集成度低的問(wèn)題；對(duì)比文件中收發(fā)組件裝置中的相位補(bǔ)償功能僅是對(duì)相位誤差進(jìn)行一次性補(bǔ)償，補(bǔ)償后并沒(méi)有移相的功能，對(duì)比文件中收發(fā)組件裝置中的相位補(bǔ)償功能必須通過(guò)測(cè)試、計(jì)算、調(diào)試等步驟的反復(fù)迭代才能將相位誤差調(diào)整準(zhǔn)確，存在調(diào)試速度慢、調(diào)試步驟繁瑣、相位補(bǔ)償范圍受實(shí)際空間限制等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，現(xiàn)在特別提出毫米波4合1多功能發(fā)射芯片，將4路放大、移相以及數(shù)字控制、溫度補(bǔ)償和電源控制功能全部集成在一片芯片電路中，解決相控陣?yán)走_(dá)的小型化集成問(wèn)題。

本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：

毫米波4合1多功能發(fā)射芯片，其特征在于：包括射頻部分、控制部分和電源部分，所述射頻部分包含四路獨(dú)立的射頻發(fā)射通道一、射頻發(fā)射通道二、射頻發(fā)射通道三、射頻發(fā)射通道四、驅(qū)動(dòng)放大器電路和一分四功分器電路，每一個(gè)通道都包含功率放大器電路和六位移相器電路；所述控制部分包括數(shù)字控制電路；所述電源部分包括電源控制電路和溫度檢測(cè)電路。

所述驅(qū)動(dòng)放大器電路連接到一分四功分器電路的公共端口；一分四功分器電路的四個(gè)分端口都連接到六位移相器電路；六位移相器電路后面連接到功率放大器；數(shù)字控制電路與每個(gè)六位移相器電路和電源控制電路連接；電源控制電路連接到驅(qū)動(dòng)放大器電路和功率放大器電路的電源偏置端口；溫度檢測(cè)電路連接到電源控制電路。

四個(gè)通道的公共射頻端口通過(guò)一分四功分器電路合成一路作為芯片的公共射頻端口。

所述溫度檢測(cè)電路與電源控制電路之間具有反饋電路，溫度檢測(cè)電路將通過(guò)反饋電路控制電源控制電路用以調(diào)整放大器的偏置狀態(tài)，達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>

每一個(gè)放大器、移相器的工作狀態(tài)都被數(shù)字控制電路控制。

所述數(shù)字控制電路采用SPI通訊協(xié)議與芯片外部進(jìn)行通訊。

四個(gè)射頻接口分布在芯片左右兩側(cè)，射頻公共輸入端口在底部，控制及電源接口在頂部。

采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果：

1、本申請(qǐng)將多種功能全集成在同一個(gè)芯片中，集成度高、體積小、成本低、全數(shù)字化控制、使用簡(jiǎn)單。本申請(qǐng)將相控陣體系中常用的多種功能全部集成在一款芯片中，由一顆芯片代替以往的多顆芯片，從而大幅度減小體積和降低成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。

2、與對(duì)比文件相比，本申請(qǐng)的單芯片集成尺寸小、集成度高，且移相功能是可以通過(guò)數(shù)字控制隨時(shí)對(duì)相位進(jìn)行改變；本申請(qǐng)的相位補(bǔ)償功能無(wú)需通過(guò)測(cè)試、計(jì)算、調(diào)試等步驟的反復(fù)迭代才能將相位誤差調(diào)整準(zhǔn)確，所以調(diào)試速度快、調(diào)試步驟簡(jiǎn)化、相位補(bǔ)償范圍不受實(shí)際空間限制等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型的電路架構(gòu)及功能描述圖。

附圖中：射頻部分1，控制部分2，電源部分3，射頻發(fā)射通道一4，射頻發(fā)射通道二5，射頻發(fā)射通道三6，射頻發(fā)射通道四7，一分四功分器電路8，驅(qū)動(dòng)放大器電路9，功率放大器電路10，六位移相器電路11，射頻公共輸入端口12。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

毫米波4合1多功能發(fā)射芯片包括射頻部分1、控制部分2和電源部分3，所述射頻部分1包含四路獨(dú)立的射頻發(fā)射通道一4、射頻發(fā)射通道二5、射頻發(fā)射通道三6、射頻發(fā)射通道四7、驅(qū)動(dòng)放大器電路9和一分四功分器電路8，每一個(gè)通道都包含功率放大器電路10和六位移相器電路11；所述控制部分2包括數(shù)字控制電路；所述電源部分3包括電源控制電路、溫度檢測(cè)電路。本申請(qǐng)將多種功能全集成在同一個(gè)芯片中，集成度高、體積小、成本低、全數(shù)字化控制、使用簡(jiǎn)單。本申請(qǐng)將相控陣體系中常用的多種功能全部集成在一款芯片中，由一顆芯片代替以往的多顆芯片，從而大幅度減小體積和降低成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。

實(shí)施例2

毫米波4合1多功能發(fā)射芯片包括射頻部分1、控制部分2和電源部分3，所述射頻部分1包含四路獨(dú)立的射頻發(fā)射通道一4、射頻發(fā)射通道二5、射頻發(fā)射通道三6、射頻發(fā)射通道四7、驅(qū)動(dòng)放大器電路9和一分四功分器電路8，每一個(gè)通道都包含功率放大器電路10和六位移相器電路11；所述控制部分2包括數(shù)字控制電路；所述電源部分3包括電源控制電路、溫度檢測(cè)電路。

所述驅(qū)動(dòng)放大器電路9連接到一分四功分器電路8的公共端口；一分四功分器電路8的四個(gè)分端口都連接到六位移相器電路11；六位移相器電路11后面連接到功率放大器；數(shù)字控制電路與每個(gè)六位移相器電路11和電源控制電路連接；電源控制電路連接到驅(qū)動(dòng)放大器電路9和功率放大器電路10的電源偏置端口；溫度檢測(cè)電路連接到電源控制電路。

四個(gè)通道的公共射頻端口通過(guò)一分四功分器電路8合成一路作為芯片的公共射頻端口。

所述溫度檢測(cè)電路與電源控制電路之間具有反饋電路，溫度檢測(cè)電路將通過(guò)反饋電路控制電源控制電路用以調(diào)整放大器的偏置狀態(tài)，達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>

每一個(gè)放大器、移相器的工作狀態(tài)都被數(shù)字控制電路控制。

所述數(shù)字控制電路采用SPI通訊協(xié)議與芯片外部進(jìn)行通訊。

本申請(qǐng)將多種功能全集成在同一個(gè)芯片中，集成度高、體積小、成本低、全數(shù)字化控制、使用簡(jiǎn)單。本申請(qǐng)將相控陣體系中常用的多種功能全部集成在一款芯片中，由一顆芯片代替以往的多顆芯片，從而大幅度減小體積和降低成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。

與對(duì)比文件相比，本申請(qǐng)的單芯片集成尺寸小、集成度高，且移相功能是可以通過(guò)數(shù)字控制隨時(shí)對(duì)相位進(jìn)行改變；本申請(qǐng)的相位補(bǔ)償功能無(wú)需通過(guò)測(cè)試、計(jì)算、調(diào)試等步驟的反復(fù)迭代才能將相位誤差調(diào)整準(zhǔn)確，所以調(diào)試速度快、調(diào)試步驟簡(jiǎn)化、相位補(bǔ)償范圍不受實(shí)際空間限制等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1和實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的毫米波4合1多功能發(fā)射芯片。

如圖1所示，本實(shí)用新型提出了一種毫米波4合1多功能發(fā)射芯片，芯片主要由數(shù)字控制電路、4個(gè)通道的射頻通道電路、電源控制電路、驅(qū)動(dòng)放大器電路9、一分四功分器電路85部分組成。所述芯片中的射頻通道電路的四個(gè)通道采用同樣的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)射頻通道電路中都包含：功率放大器電路10和六位移相器電路11。所述芯片中的電源控制電路包含放大器偏置電路、溫度補(bǔ)償電路和DC變換電路。

如圖1所示，本實(shí)用新型提出的毫米波4合1多功能發(fā)射芯片中的數(shù)字控制電路與芯片中的每一個(gè)放大器電路、移相器電路以及電源控制電路相連，并可控制每一個(gè)放大器電路、移相器電路以及電源控制電路的工作狀態(tài)。

如圖1所示，本芯片中的驅(qū)動(dòng)放大器的輸入端口作為芯片的公共射頻輸入接口，由驅(qū)動(dòng)放大器將射頻信號(hào)放大后進(jìn)入一分四功分器電路8，一分四功分器電路8實(shí)現(xiàn)公共射頻端射頻信號(hào)到四個(gè)射頻端的射頻功率四等分功能，將射頻信號(hào)傳輸給四個(gè)射頻通道。

如圖1所示，本實(shí)用新型提出的毫米波4合1多功能發(fā)射芯片工作時(shí)，射頻信號(hào)從一分四功分器電路8的公共端口進(jìn)入，功分器將射頻信號(hào)分成四路后由四個(gè)分端口將射頻信號(hào)輸入到四個(gè)射頻通道中，經(jīng)過(guò)移相器電路、功率放大器之后，從每個(gè)射頻通道的發(fā)射端口輸出。

如圖2所示，本實(shí)用新型提出的毫米波4合1多功能發(fā)射芯片中的射頻部分1主要完成射頻信號(hào)的放大和移相功能；電源部分3完成各個(gè)通道的通斷電、溫度補(bǔ)償和DC變換功能；控制部分2對(duì)射頻部分1和電源部分3的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，完成對(duì)移相工作狀態(tài)的切換的控制以及控制數(shù)據(jù)的緩存功能。

本實(shí)用新型提出的毫米波4合1多功能發(fā)射芯片的對(duì)外接口布局如下：四個(gè)射頻接口分布在芯片左右兩側(cè)，射頻公共輸入端口12在底部，控制及電源接口在頂部。